OBE理念下细胞工程课程教学设计

2022-09-21 16:42:46 来源:写作指导

摘要:基于OBE理念,从课程目标及毕业要求、课程理论部分内容设计、教学过程改革与实施等环节对细胞工程课程进行了规划,从而有效提升了教学效果,提升了学生的自主学习能力和实践技能水平,为学生未来的职业发展奠定了良好基础。

关键词:OBE理念;细胞工程;课程设计

1OBE理念概述

OBE理念是一种基于目标导向的反向教学方法,教师在教学过程中要以学生为中心,以学习成果为出发点反向设计教学目标、教学过程、教学评价体系等教学环节。截至2016年,教育部高等教育评估中心和中国工程教育专业认证协会共同认证了全国高校812个工科专业,同年我国正式加入《华盛顿协议》,标志着我国工程教育认证体系与国际教育认证体系实质等效,对于推动我国工程技术人才跨境流动和执业具有重要意义。细胞工程专业作为一门实践性和应用性较强的新工科专业,亟需通过课程改革提升教学效果。

2基于OBE理念的课程目标及毕业要求

2.1课程目标

本课程旨在培养学生运用细胞工程中动植物细胞培养、组织工程、干细胞、细胞融合、细胞重组等核心章节理论知识。第一,掌握细胞工程领域相关概念、原理和技术,掌握细胞分化与全能性,动植物组织与细胞培养的基础理论,细胞融合与细胞重组概念及相关应用,克隆动物的制备技术(包括一般细胞克隆及体细胞克隆),了解转基因相关的分子生物学知识。第二,理解细胞工程各类技术(包括细胞融合、染色体工程、胚胎工程、克隆技术及转基因动物等)在现代生物技术领域的相关应用与未来发展方向,并掌握这些技术的实现工艺,能根据相关课题进行简单的工艺路线设计,培养学生具备生物技术相关领域的问题分析和解决能力。第三,通过本课程的学习,学生能查阅细胞工程各类技术最新进展及应用前景等相关资料,提升自主学习能力。

2.2毕业要求

第一,工程知识。能够将物理、化学、生物等自然科学知识应用于解决复杂生物工程问题,能够将工程专业理论知识应用于解决相关生物工程应用问题。第二,问题分析。能够通过数据研究,结合其他学科知识和工程科学基本原理分析复杂生物工程问题,并获得有效结论。第三,设计/开发解决方案。掌握生物工程专业基本技能,可针对实际生物工程问题提出相应的解决方案。第四,实验研究。能够结合生物工程相关专业技术和专业理论知识,根据对象特征,选择研究路线,设计可行的实验方案。能够结合生物工程技术和专业理论知识,对实验现象和结果进行初步分析,并制订技术优化方案。第五,使用现代工具。理解文献资料检索对于工程研究的重要性,熟练掌握并利用图书馆和数据库进行文献检索和资料查询。

3课程理论部分内容设计

A.绪论。教学内容:细胞工程的概念、研究对象和内容、发展史及其在科学技术与人类生活中的作用和任务。学习要求:掌握细胞工程相关概念、特征和发展历程;掌握细胞工程学的主要研究内容。

B.细胞工程基础。教学内容:细胞的结构、染色体与染色质;细胞周期和细胞分裂、细胞的分化和全能性;基因及转基因技术基础。学习要求:掌握细胞分化及全能性,了解转基因相关的分子生物学知识。

C.植物组织与细胞培养。教学内容:植物组织与细胞的培养发展历史;植物组织培养的概念、原理、基本流程及重要应用;植物组织与器官的生物反应器培养;植物细胞实验室培养技术;植物细胞同步化培养的方法;植物细胞生物反应器的应用;两相培养技术及固定化培养技术。学习要求:掌握植物组织与细胞培养的基础理论,通过收集文献资料及小组讨论,学会简单设计植物组织及细胞培养方案。

D.动物细胞与组织培养。教学内容:动物细胞的特点、动物细胞与组织培养的相关概念及发展历史;动物细胞体外培养的特点、培养工具及培养条件;动物细胞实验室培养技术;动物细胞大规模培养技术、生物反应器的选择及应用;组织工程的定义、生物材料的选择应用、组织培养及器官培养案例;干细胞的有关特性、种类、鉴定及制备。学习要求:掌握动物细胞的特点与体外培养生长特性,动物细胞培养技术;理解动物细胞培养的实现工艺路线;学会利用生物反应器大规模培养动物细胞。E.细胞融合。教学内容:细胞融合的概念、意义、基本过程;细胞融合技术及应用。学习要求:学会利用细胞融合技术设计一些生物制品的工艺方案,如单克隆抗体制备。

F.染色体工程。教学内容:染色体工程相关概念,包括染色体的变异、单倍体与多倍体;染色体工程技术及相关应用。学习要求:能够利用染色体工程技术设计一些生物产品的工艺路线,如无籽西瓜。

G.胚胎工程。教学内容:胚胎工程概念、胚胎工程9大技术方法;胚胎工程的重要应用———试管动物。学习要求:掌握胚胎工程技术及应用,根据胚胎工程技术了解试管婴儿的培育过程。

H.细胞重组与克隆技术。教学内容:细胞重组技术的三种基本方式;细胞重组的实现方式;克隆的概念;克隆动物的制备技术,包括一般细胞克隆及体细胞克隆。学习要求:掌握细胞重组技术,了解克隆动物的培育过程。I.教学案例。教学内容:细胞工程实际案例研究进展。学习要求:了解实际案例的设计过程。

4教学过程改革与实施

第一,教学情境创设。以日常生活中秃发患者治疗为例,创设教学情境,引导学生掌握自体移植、异体移植、组织代用品的优缺点。第二,设计任务提出。通过上述三种传统的组织器官移植方案的优缺点,提炼出理想的组织器官移植方案需满足的条件,如来源广泛、无排异反应、具有正常的生理功能、可降解等,并引出组织工程的概念及其三要素。第三,技术路线探讨。以骨组织为例分析组织工程三要素,详细分析种子细胞、生物材料、生物因子的种类与功能。介绍组织工程技术路线三种方式,学生根据技术路线图,查阅资料与文献,确定组织工程技术路线中三要素的具体材料、材料性能及合成制备方法。第四,设计结果验收。通过“情境创设—任务提出—设计思路—设计验收”教学环节的实施,结合多媒体课堂教学系统,实现传统课堂教学的翻转,提高学生对组织工程技术路线的分析与设计能力,提高利用组织工程技术解决实际问题的能力,达到学以致用的目的。

5结语

在细胞工程课程教学设计中融入OBE理念已取得良好的教学效果,学生踊跃开展相关课题调研与研究,多次在大学生创新创业项目中获奖,专利多篇,学生利用假期在细胞工程相关公司实习,参与公司产品研发和生产,为未来职业发展奠定了良好基础。

作者:吕松伟 尤蓉蓉 招秀伯 单位:常州大学 药学院